如果將一斤鹽放進一斤水中，最后的結果一定是兩斤重嗎？答案是一定，但有條件。

鹽和水實驗

這看似簡單的操作，實際上在物理學家們的實驗室中進行過許多次，不斷地驗證的結果，最后提出了質量守恒定律。

該定律究竟有什么意義？科學家們對此做了哪些努力？在該定律的基礎上還提出了什么？有何意義？

鹽與水的實驗

將兩杯重為一斤的鹽和水放進同一個容器中，觀察它們的共同重量是多少。在我們的日常操作中，由于實驗條件的不嚴格所以該實驗得到的結果也許比兩斤多或者少。但要是在物理學家或化學家的實驗室中，滿足了密封加絕熱的條件，最后的結果就一定是兩斤。

平常的條件達不到實驗室的標準

據(jù)記載，該類型實驗是從1756年俄國科學家羅蒙諾索夫的錫煅燒開始的，當時他將錫放在一個密閉容器中煅燒，最后生成了白色的物質。雖然錫的形態(tài)發(fā)生了變化，但實驗前后的容器內(nèi)物質總質量卻完全相同，這讓他十分驚訝并接連重復了幾次實驗操作，結果都是如此。

俄國科學家羅蒙諾索夫

于是羅蒙諾索夫提出了化學反應中物質總質量不變的結論，但并未引起關注。雖然21年后拉瓦錫也提出了相同的猜測，但由于其缺乏精密實驗儀器，也還是不夠有力證明該結論。

所以后來的許多科學家都專注在該實驗的精確度上，想得到更確實的證據(jù)來證實這一理論。最后在20世紀初，以英國化學家曼萊的誤差在0.0001g內(nèi)的實驗結果，肯定了這一理論，也就是質量守恒定律。

質量守恒定律

質量守恒定律

該定律是指：在任何與周圍隔絕的物質系統(tǒng)（孤立系統(tǒng)）中，不論發(fā)生何種變化或過程，其總質量保持不變。

就像前面說的，一斤鹽和一斤水相遇答案應該是兩斤，只不過在日常生活中鹽溶于水會受到諸如空氣、溫度等因素的影響，結果有一定的出入，不過這些出入一般也很小。

鹽溶于水

質量守恒定律說明了物質質量的不滅性，不受任何因素所改變，即使物質實體和構成物質的化學成分可能會在形式上發(fā)生變化，其質量依然始終如一。

既然物質質量不能被創(chuàng)造和毀滅，那么我們也就能夠在類似煉金廠等化學反應的地方，利用該定律核實最后產(chǎn)出的物質重量是否與原材料質量相當。說白了，對檢查是否有不良用心之人在反應環(huán)節(jié)偷取原料或者成品很有幫助。

質量守恒作用最大的地方就是煉金廠

質量守恒定律的出現(xiàn)并不是該定律的結束，1905年物理學家愛因斯坦提出了質能等價理論，將質量守恒定律做了一個升華。

質能等價理論

質能等價理論將質量和能量統(tǒng)一起來分析，愛因斯坦認為它們本就是個統(tǒng)一體，不應該被人們當成兩種不同的物質。

質量和能量就像是物質的正反面，彼此相輔相成，質量可以轉化為能量，能量也有等價的質量。愛因斯坦用了一個公式來表示它們之間的關系，就是質能方程E=mc^2 ，其中E代表能量，m代表質量，c則代表著光速。

愛因斯坦的質能方程

該公式是愛因斯坦狹義相對論的補充，他認為物質的質量和能量成正比。也就是質量越大其蘊藏的能量也就越大，這一點也許我們從人體的胖瘦和力度大小能感知一二。

至于日常生活中人們對于能量轉化為質量好像并不怎么能理解，是因為這需要非常大的能量才能幫助顯示出質量。根據(jù)質能守恒公式可以得到，光速的正常數(shù)值是3*10^8m/s ，所以m=E/9*10^16 ， 也就是說至少需要10^12J的能量，質量才可能被感知到。

巨大的能量

用質能守恒定律來解釋前面的鹽與水實驗也很容易理解，鹽在遇到水時，其主要成分氯化鈉會溶解到水中，這個過程會向外釋放能量，如果該實驗環(huán)境沒有密閉，這些能量就會散發(fā)出去，最后的實驗結果就可能會低于2斤。

同樣如果實驗中與水相溶的鹽主要成分是硝酸鉀、氯化銨之類的，那么在不密閉的環(huán)境下這些成分就會吸收能量從而使得實驗最后的的總質量大于2斤，也有像氯化鉀這樣的只要實驗過程控制相同的溫度，實驗前后就能得到相同的質量。不過不同的溫度，鹽的溶解度也不相同，同樣也會影響到最后的質量。

實驗也能通過質能守恒定律來解釋

質能守恒定律也對質量守恒定律做了最終的確定，比如科學家們在關于硝化甘油的爆炸實驗中，發(fā)現(xiàn)1000g硝化甘油在爆炸之后能釋放8.0×10^6 J的能量。如果用質能關系的公式換算成適量就是8.9×10^-8 g，而這與最初1000g的質量差距幾乎可以忽略不計，所以也能夠證明質量守恒定律的準確性。

物理學的其他理論

狹義相對論是阿爾伯特·愛因斯坦提出的，主要有狹義相對性原理和光速不變原理，認為在慣性系中這兩條原理全都適用。

狹義相對論

狹義相對性原理是指物質總是運動的，物質之間總是相互聯(lián)系和作用著，物質與運動密不可分相輔相成，所以在解釋運動時必須要找到一個參考物來描述。

光速不變原理解釋起來比較晦澀，舉個例子就是無論人待在家里還是坐在運行的飛機上，測出來的光速都是相同的。

光速不變原理

狹義相對論中出了質能守恒定律還延伸出了許多有趣的理論，比如時空膨脹效應、長度收縮效應。

時間膨脹是一個相互的效應，指兩個人在觀測對方的時鐘時，都覺得對方時鐘走慢了，即使這是兩個完全相同的時鐘。長度收縮效應能夠更明確的展現(xiàn)出空間的相對性，該理論認為沿著桿子方向做勻速直線運動的桿子長度會短與其靜止的長度。

愛因斯坦

阿爾伯特·愛因斯坦作為偉大的物理學家，提出的兩組相對論革新了當時的物理界，他本人出生于猶太人家庭。

阿爾伯特·愛因斯坦

常常會有人說猶太人都非常聰明，不知道是愛因斯坦沾了猶太人的光還是猶太人沾了愛因斯坦的光?？傊瑦垡蛩固怪钡浆F(xiàn)在也被認為是世界上最聰明的人。

猶太人

愛因斯坦也被美國《時代周刊》評選為20世紀的“世紀偉人，他同時被認為是伽利略、牛頓之后最偉大的物理學家，也是批判學派科學哲學思想之集大成者和發(fā)揚光大者。

愛因斯坦的偉大并不單單指他的物理學貢獻，他還在戰(zhàn)爭期間倡導和平反對使用核武器，有著強烈的人道主義情懷。

倡導和平的愛因斯坦

愛因斯坦在提出相對論之后，許多科學家一時還不能理解該理論的內(nèi)容，當時有個有趣的說法就是，有人問愛丁頓：“聽說如今了解相對論的世界上只有三個人，除了愛因斯坦本人還有您，那么另外一個是誰呢？”那人看愛丁頓沉默了，便說：“您不用如此謙虛?！苯Y果愛丁頓回答他在想第三個人是誰。

雖然故事的真實性有待考量，但也確實說明當時愛因斯坦的見解已經(jīng)超出了這個世界的絕大部分人。值得一提的是，這樣一個一生都致力于物理世界的科學家，卻在其晚年提出相信斯賓諾莎的上帝，因為宇宙間的事物實在安排得過于巧妙?？窗?，即使是研究各種規(guī)律物質的科學家，在創(chuàng)造了許多定律之后依然覺得宇宙間的規(guī)律存在得不合常理，就像有人特意安排的一樣。

真的有上帝一說嗎

雖然愛因斯坦所說的斯賓諾莎的上帝指的還是自然界中規(guī)律和法則，并不是什么“宙斯”、“玉皇大帝”等虛無的神。

但其也確實說明，雖然人類已經(jīng)取得了許多成就，了解到了關于物理、化學方面的諸多規(guī)律，但宇宙間還有許多的秘密未被人類揭開。巧合的背后是規(guī)律，那么規(guī)律的背后又是什么？“上帝”的真面目是什么？